बीजिंग एकेडमी ऑफ क्वांटम इंफॉर्मेशन साइंसेज (BAQIS) ने चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज के भौतिकी संस्थान के साथ मिलकर एक मॉड्यूलर, क्रायोजेनिक-मुक्त रेफ्रिजरेटर का प्रोटोटाइप प्रस्तुत किया है। यह प्रोटोटाइप 2000 माइक्रोवाट की श्रेणी का है और इसका उद्देश्य सुपरकंडक्टिंग क्वांटम प्रोसेसर में शीतलन क्षमता बढ़ाना और नमूना स्थान बढ़ाना है।
'मॉड्यूलर और इंटीग्रेटेबल क्रायोजेन-फ्री डाइल्यूशन रेफ्रिजरेटर' नामक लेख 25 सितंबर को फिजिकल रिव्यू एप्लाइड जर्नल में प्रकाशित हुआ था। 28 सितंबर को BAQIS ने बताया कि डाइल्यूशन कूलिंग और क्वांटम कंप्यूटिंग प्लेटफॉर्म हार्डवेयर समूहों की टीमों ने भौतिकी संस्थान के क्वांटम कंप्यूटिंग रिसर्च सेंटर के साथ मिलकर इस मशीन पर काम किया।
जैसे-जैसे प्रोसेसर का पैमाना बढ़ता है, पारंपरिक डाइल्यूशन रेफ्रिजरेटर शीतलन शक्ति और उपयोगी प्रायोगिक आयतन की सीमाओं का सामना करते हैं। हालांकि एक ही वैक्यूम चैम्बर के भीतर समानांतर डाइल्यूशन इकाइयाँ अल्पकालिक रूप से मदद कर सकती हैं, वे चैम्बर के निर्माण को जटिल बनाती हैं, प्री-कूलिंग को धीमा करती हैं, पाइपलाइन प्रणाली को उलझाती हैं और इकाइयों के बीच प्रवाह वितरण और ऊष्मा विनिमय को निर्धारित करना मुश्किल बनाती हैं।
टीमों का तर्क है कि अलग-अलग कूलिंग मॉड्यूल का मॉड्यूलर एकीकरण सिद्ध क्रायोजेनिक तकनीकों पर आधारित क्षमताओं का विस्तार करने की अनुमति देता है जिसमें उन्नयन का अधिक स्पष्ट मार्ग होता है।
1000 माइक्रोवाट की श्रेणी में किए गए पिछले कार्यों को विकसित करते हुए, समूह ने 2025 में मॉड्यूलर मार्ग पूरा किया और 2000 माइक्रोवाट श्रेणी का प्रोटोटाइप प्रस्तुत किया। दो मॉड्यूल के एकीकरण पर, दोनों ने लगातार 10 मिलीकेल्विन से नीचे का आधार तापमान बनाए रखा। बढ़े हुए नमूना कक्ष स्थान में उपलब्ध शीतलन क्षमता समान तापमान सीमा में एक मॉड्यूल की तुलना में लगभग दोगुनी हो गई।
दिए गए थर्मल कपलिंग की स्थिति में, एक मॉड्यूल पर भार परिवर्तन ने दूसरे के तापमान या शीतलन क्षमता पर नगण्य प्रभाव डाला, जिसने लचीले स्केलिंग के लिए उपयोगी परिचालन स्वतंत्रता प्रदर्शित की।
प्रोटोटाइप का परीक्षण BAQIS के क्वांटम कंप्यूटिंग प्लेटफॉर्म पर किया गया। संयुक्त पहले लेखकों में BAQIS से शियान गुआन और पेई ल्यू शामिल हैं; संबंधित लेखक भौतिकी संस्थान से झुनचिन जी और BAQIS से हाइफेंग यू हैं। सह-लेखकों ने BAQIS और झोंगके लियांगयी (बीजिंग) टेक्नोलॉजी कंपनी के प्रतिभागियों का भी उल्लेख किया।
BAQIS इस मॉड्यूलर योजना को बड़े पैमाने पर सुपरकंडक्टिंग क्वांटम प्रयोगों के लिए बुनियादी ढांचे के रूप में देखता है, जो क्रायोजेनिक प्लेटफार्मों के लिए एक मानक प्रदान करता है जिन्हें तरल हीलियम की लॉजिस्टिक्स के बिना शक्ति और कार्यक्षेत्र दोनों की आवश्यकता होती है।